Vật Lí 9 Bài 33: Dòng điện xoay chiều được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật Lí 9 Bài 33
Chiều của dòng điện cảm ứng
– Khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín tăng thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây có chiều ngược với chiều dòng điện cảm ứng khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện đó giảm.
– Nếu liên tục lần lượt đưa nam châm vào và kéo nam châm ra khỏi cuộn dây dẫn kín (số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây dẫn kín luân phiên tăng, giảm) thì dòng điện cảm ứng trong cuộn dây cũng luân phiên đổi chiều.
⇒ Dòng điện luân phiên đổi chiều được gọi là dòng điện xoay chiều.
Cách tạo ra dòng điện xoay chiều
Trong cuộn dây dẫn kín, dòng điện cảm ứng xoay chiều xuất hiện khi cho nam châm quay trước cuộn dây hay cho cuộn dây quay trong từ trường.
Cách xác định chiều của dòng điện cảm ứng
Căn cứ vào: Chiều dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây phải có chiều sao cho đường sức từ do nó sinh ra ngược với chiều của đường sức từ sinh ra nó.
– Như vậy, muốn xác định chiều dòng điện cảm ứng thì:
+ Xác định chiều đường sức từ sinh ra nó (quy tắc bàn tay phải)
+ Xác định chiều đường sức từ do nó sinh ra (ngược với chiều của đường sức từ sinh ra nó).
+ Xác định chiều dòng điện cảm ứng (quy tắc bàn tay phải).
– Dòng điện cảm ứng có chiều luân phiên thay đổi gọi là dòng điện xoay chiều.
Lưu ý:
+ Số vòng quay trong 1 giây của cuộn dây gọi là tần số của dòng điện xoay chiều, đo bằng đơn vị Héc (kí hiệu là Hz).
+ Trên các dụng cụ sử dụng điện thường ghi AC 220V, kí hiệu AC có nghĩa là dòng điện xoay chiều.
Giải bài tập SGK Vật Lí 9 Bài 33
Bài C1 (trang 90 SGK Vật Lý 9)
Làm thí nghiệm như hình 33.1 SGK và chỉ rõ đèn nào sáng trong 2 trường hợp:
– Đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây.
– Kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây.
Từ đó cho biết chiều dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên có gì khác nhau.
Lời giải:
+ Khi đưa nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì số đường sức từ qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên, một đèn LED sáng lên (giả sử đó là đèn màu đỏ)
+ Khi kéo nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây, số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm, đèn thứ hai sáng lên (đèn màu vàng).
Vì ban đầu hai đèn LED (một màu đỏ, một màu vàng) mắc song song và ngược chiều nhau nên từ kết quả thực nghiệm trên ta rút ra được: Dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên ngược nhau.
Bài C2 (trang 91 SGK Vật Lý 9)
Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây biến đổi như thế nào khi nam châm quay quanh một trục thẳng đứng trước cuộn dây dẫn. Từ đó suy ra dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây có chiều biến đổi như thế nào khi nam châm quay. Làm thí nghiệm để kiểm tra dự đoán.
Lời giải:
Ta thấy rằng: Khi cực N của nam châm lại gần cuộn dây thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng. Khi cực N ra xa cuộn dây thì số đường sức từ qua S giảm. Do vậy khi nam châm quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Khi đó dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều (tức là đổi chiều 2 lần sau mỗi vòng quay của nam châm).
Bài C3 (trang 91 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 33.3 SGK vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay quanh một trục thẳng đứng trong từ trường của một nam châm. Hãy phân tích xem số đường sức từ xuyên qua tiết diện s của cuộn dây biến đổi như thế nào khi cuộn dây quay, từ đó suy ra nhân xét về chiểu của dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn.
Lời giải:
+ Khi cuộn dây quay từ vị trí 1 sang vị trí 2 (quay ¼ vòng) thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng dần đến lớn nhất tại vị trí 2. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn theo một chiều nào đó.
+ Khi cuộn dây từ vị trí 2 quay tiếp ¼ vòng thì số đường từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm về nhỏ nhất tại ví trí mặt phẳng khung dây trùng với vị trí 1. Dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn theo một chiều nào đó nhưng ngược lại lúc đầu.
+ Nếu cuộn dây quay liên tục thì số đường sức từ xuyên qua tiết diện S luân phiên tăng, giảm. Như vậy sau mỗi vòng quay dòng điện cảm ứng đổi chiều 2 lần. Vậy dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây là dòng điện xoay chiều.
Bài C4 (trang 92 SGK Vật Lý 9)
Trên hình 33.4 SGK vẽ một cuộn dây dẫn kín có thể quay trong từ trường của một nam châm. Hai đèn LED khác màu, mắc song song ngược chiều vào hai đầu cuộn dây vào cùng một vị trí. Khi cho cuộn dây quay, hai bóng đèn bật sáng, vạch ra 2 nửa vòng sáng đối diện nhau. Giải thích tại sao mỗi bóng đèn lại chỉ sáng trên nửa vòng tròn.
Lời giải:
Khi khung quay 1/4 vòng tròn thì số đường sức từ qua khung tăng, một trong hai đèn LED sáng. Trên 1/4 vòng tròn sau, số đường sức từ giảm nên dòng điện đổi chiều, đèn thứ hai sáng. Quá trình lặp lại cho nửa vòng tiếp theo. Như vậy sau một vòng quay mỗi bóng đèn lại chỉ sáng trên nửa vòng tròn.
Thực ra, ở đây còn có sự đổi chiều của đường sức từ xuyên qua tiết diện s của cuộn dây. Tuy nhiên, HS không học trường hợp này nên GV bỏ qua không xét đến.
Trắc nghiệm Vật Lí 9 Bài 33 có đáp án
Bài 1: Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi:
A. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây tăng lên
B. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.
C. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây giảm đi
D. số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây không thay đổi
Lời giải
Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.
Đáp án: B
Bài 2: Dòng điện xoay chiều là:
A. dòng điện luân phiên đổi chiều
B. dòng điện không đổi
C. dòng diện có chiều từ trái qua phải
D. dòng điện có một chiều cố định
Lời giải
Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.
Dòng điện luân phiên đổi chiều như thế gọi là dòng điện xoay chiều.
Đáp án: A
Bài 3: Trong thí nghiệm như hình sau, dòng điện xoay chiều xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín khi:
A. Nam châm đứng yên, cuộn dây quay quanh trục PQ
B. Nam châm và cuộn dây đều quay quanh trục PQ
C. Nam châm và cuộn dây chuyển động thẳng cùng chiều với cùng vận tốc
D. Nam châm đứng yên, cuộn dây quay quanh trục AB
Lời giải
Ta có: Dòng điện cảm ứng trong cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn dây đang tăng mà chuyển sang giảm hoặc ngược lại đang giảm mà chuyển sang tăng.
Dòng điện luân phiên đổi chiều như thế gọi là dòng điện xoay chiều.
=> Các phương án
A, B, C – không xuất hiện dòng điện xoay chiều do số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây không đổi
D – xuất hiện dòng điện xoay chiều do số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây thay đổi
Đáp án: D
Bài 4: Một khung dây dẫn kín được đặt trong từ trường như hình.
Chọn phát biểu đúng.Khi cho khung quay quanh trục PQ nằm ngang
A. Trong khung không xuất hiện dòng điện xoay chiều do số đường sức từ qua khung dây luôn bằng không
B. Trong khung xuất hiện dòng điện xoay chiều
C. Trong khung không xuất hiện dòng điện xoay chiều do số đường sức từ qua khung luôn thay đổi
D. Không xác định được trong khung có dòng điện xoay chiều không
Lời giải
Khi cho khung dây quay quanh trục PQ nằm ngang thì các đường sức từ gửi qua khung dây vẫn luôn bằng không tức là không có sự biến đổi của các đường sức từ.
Vì vậy, trong khung dây không xuất hiện dòng điện xoay chiều.
Đáp án: A
Bài 5: Có mấy cách tạo ra dòng điện xoay chiều:
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Lời giải
Có 2 cách tạo ra dòng điện xoay chiều là:
+ Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín
+ Cho cuộn dây dẫn quay trong từ trường
Đáp án: B
Bài 6: Trường hợp nào dưới đây thì trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều?
A. Cho nam châm chuyển động lại gần cuộn dây
B. Cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm và cắt các đường sức từ
C. Đặt thanh nam châm vào trong lòng ống dây rồi cả hai đều quay quanh một trục
D. Đặt một cuộn dây kín trước một thanh nam châm rồi cho cuộn dây quay quanh trục của nó
Lời giải
Trường hợp trong cuộn dây dẫn kín xuất hiện dòng diện cảm ứng xoay chiều là khi cho cuộn dây quay trong từ trường của nam châm và cắt các đường sức từ
Đáp án: B
Bài 7: Trường hợp nào dưới đây thì trong cuộn dây không xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều?
A. Cho nam châm quay trước cuộn dây dẫn kín, các đường sức từ bị cuộn dây cắt ngang
B. Cho cuộn dây dẫn kín quay trong từ trường của nam châm và cắt các đường sức của từ trường
C. Liên tục cho một cực của nam châm lại gần rồi ra xa một đầu cuộn dây dẫn kín
D. Đặt trục Bắc Nam của thanh nam châm trùng với trục của ống dây rồi cho nam châm quay quanh trục đó.
Lời giải
Trường hợp trong cuộn dây dẫn kín không xuất hiện dòng điện cảm ứng xoay chiều là đặt trục Bắc Nam của thanh nam châm trùng với trục của ống dây rồi cho nam châm quay quanh trục đó.
Đáp án: D
Bài 8: Khi nào thì dòng điện cảm ứng trong một cuộn dây dẫn kín đổi chiều?
A. Nam châm đang chuyển động thì dừng lại
B. Cuộn dây dẫn đang quay thì dừng lại
C. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây đang tăng thì giảm hoặc ngược lại
D. Số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây liên tục tăng hoặc liên tục giảm
Lời giải
Dòng điện cảm ứng trong một cuộn dây dẫn kín đổi chiều khi số đường sức từ xuyên qua tiết diện cuộn dây đang tăng thì giảm hoặc ngược lại.
Đáp án: C
Bài 9: Treo một thanh nam châm ở đầu một sợi dây và cho dao động quanh vị trí cân bằng OA như hình.
Dòng điện điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây dẫn kín B là:
A. Dòng điện xoay chiều
B. Dòng điện có chiều không đổi
C. Không xuất hiện dòng điện trong cuộn dây
D. Không xác định được
Lời giải
Khi thanh nam châm dao động quanh vị trí cân bằng OA như hình, dòng điện cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây kín B là dòng điện xoay chiều
Vì, khi thanh nam châm tiến lại gần vị trí cân bằng OA, số lượng đường sức từ gửi qua cuộn dây B sẽ tăng, dòng điện cảm ứng theo một chiều nào đó thì khi thanh nam châm tiến ra xa vị trí cân bằng OA , số lượng đường sức từ gửi qua cuộn dây B sẽ giảm, dòng điện theo chiều ngược lại => dòng điện xoay chiều
Đáp án: A
Bài 10: Bố trí thí nghiệm như hình:
Chọn phát biểu đúng khi ta tiến hành đưa thanh nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây và từ trong ra ngoài cuộn dây.
A. Khi đưa thanh nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây và từ trong ra ngoài cuộn dây thì 2 đèn led sáng
B. Khi đưa thanh nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây và từ trong ra ngoài cuộn dây thì 2 đèn led không sáng.
C. Khi đưa thanh nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì 1 đèn led sáng và từ trong ra ngoài cuộn dây thì đèn led còn lại sáng.
D. Khi đưa thanh nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì hai đèn led không sáng, khi đưa thanh nam châm từ trong ra ngoài cuộn dây thì hai đèn led sáng
Lời giải
Vì đèn led chỉ cho dòng điện một chiều đi qua.
Nên khi đưa thanh nam châm từ ngoài vào trong cuộn dây thì 1 đèn led sáng và từ trong ra ngoài cuộn dây thì đèn led còn lại sáng.
Điều đó cho thấy dòng điện cảm ứng trong hai trường hợp trên ngược nhau.
Đáp án: C
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật Lí 9 Bài 33: Dòng điện xoay chiều do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Dòng điện xoay chiều. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 9
